JP2022139925A - Motor control system and motor controller - Google Patents

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Masakazu Matsugami
良樹 芝垣
Yoshiki Shibagaki
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Abstract

To provide a technique to reduce a time lag from when a failure occurs until when all motors are stopped independent of a communication cycle between a motor controller and a host controller.SOLUTION: A motor control system comprises: a host controller that transmits operation command signals for controlling to drive motors to a plurality of motor controllers through a first communication line; and the plurality of motor controllers that control the drive of the motors based on the operation command signals. The motor controllers each include: a failure determination unit that, when a failure occurs in a predetermined circuit in the motor controller, determines as a first failure mode, when a failure occurs outside the predetermined circuit, determines as a second failure mode, and outputs failure mode information indicating the first failure mode or the second failure mode; a mode notification unit that notifies the failure mode information output from the failure determination unit to the other motor controllers through a second communication line; and a brake control unit that, when acquiring the failure mode information, stops the motor based on the failure mode information.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、モータを駆動制御するモータ制御システム及びモータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control system and a motor control device that drive and control a motor.

比較的大型の機械における稼動部の位置決め制御を行うためには、複数のサーボモータを協働させて一つの可動部(駆動対象)を稼働させる制御、所謂タンデム制御を行うモータ制御システムが知られている。このようなモータ制御システムとして、各種の機械装置の可動部を稼動させる複数のサーボモータと、この複数のサーボモータをそれぞれ駆動制御する駆動制御装置と、これら駆動制御装置に対して通信ネットワークを介して指令信号を送信することで各駆動制御装置を統括制御する上位制御装置とを備えるシステムがある。 In order to control the positioning of moving parts in a relatively large machine, there is known a motor control system that performs so-called tandem control, in which a plurality of servo motors cooperate to operate a single movable part (driven object). ing. Such a motor control system includes a plurality of servo motors that operate movable parts of various mechanical devices, a drive control device that drives and controls the plurality of servo motors, and a communication network for these drive control devices. There is a system provided with a host control device that centrally controls each drive control device by transmitting a command signal to the drive control device.

特許文献1には、一の機構を複数のサーボモータにより駆動するサーボドライブシステムに含まれる信号線の増加を抑制しながら、サーボドライブシステムに故障が発生したときに、それらのサーボモータを短時間で停止し、その機構を機械的な負荷から保護する技術が開示されている。また、特許文献2には、サーボ制御装置の構成要素に異常が発生しても負荷のサーボ制御を継続させる装置が開示されている。 In Patent Document 1, while suppressing an increase in the number of signal lines included in a servo drive system in which one mechanism is driven by a plurality of servo motors, when a failure occurs in the servo drive system, those servo motors are turned off for a short time. A technique is disclosed to stop at and protect the mechanism from mechanical loads. Further, Patent Literature 2 discloses a device that continues servo control of a load even if an abnormality occurs in a constituent element of the servo control device.

特開2003-169497号公報JP-A-2003-169497 特開2001-202102号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-202102

一つの可動部を複数のモータが協働して駆動するシステムでは、このうち一つのモータに故障が発生して停止させる場合、故障が発生したモータと共に他のモータも停止させることになる。
この場合、故障を検知した駆動制御装置は、自己が駆動制御するモータ、即ち故障が発生したモータを停止させると共に、通信ネットワークを介して上位制御装置に故障の発生を通知する。そして、上位制御装置が、通信ネットワークを介して他の駆動制御装置に故障の発生を通知し、各駆動制御装置が、それぞれ駆動制御しているモータを停止させる。
このように協働している複数のモータのうち一つに故障が発生した場合、全てのモータを速やかに停止することが望ましいが、上位制御装置を介して他の駆動制御装置に故障の発生を通知する方式では、上位制御装置へ故障を通知する時間と、上位制御装置から他の駆動制御装置へ故障を通知する時間とが必要となり、故障が発生してから全てのモータが停止するまでのタイムラグが大きいという問題があった。また、このタイムラグは、通信ネットワークの通信サイクルに依存し、通信サイクルを大きく設定すると、タイムラグが大きくなるという問題がある。
In a system in which a plurality of motors cooperate to drive one movable part, when one of the motors is stopped due to a failure, the other motors are also stopped together with the failed motor.
In this case, the drive control device that has detected the failure stops the motor it drives and controls, that is, the motor in which the failure has occurred, and notifies the host controller of the occurrence of the failure via the communication network. Then, the host control device notifies the other drive control devices of the occurrence of the failure via the communication network, and each drive control device stops the motors it is driving and controlling.
When a failure occurs in one of a plurality of motors cooperating in this way, it is desirable to stop all motors promptly, but it is also possible to prevent the occurrence of failures in other drive control devices via the host controller. In the notification method, it takes time to notify the upper control device of the failure and time for the upper control device to notify the other drive control devices of the failure. There was a problem that the time lag was large. Moreover, this time lag depends on the communication cycle of the communication network, and there is a problem that the time lag increases when the communication cycle is set large.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、駆動対象を複数のモータで協働して駆動し、これら複数のモータの駆動制御を上位制御装置が制御するシステムにおいて、故障が発生してから全てのモータを停止させるまでのタイムラグをモータ制御装置と上位制御装置との通信サイクルに依存せずに短くする技術の提供を目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such problems. It is an object of the present invention to provide a technique for shortening the time lag from occurrence to stopping of all motors without depending on the communication cycle between a motor control device and a host control device.

上記課題を解決するために、本発明のモータ制御システムは、同一の駆動対象を駆動す
る複数のモータをそれぞれ駆動制御する複数のモータ制御装置を上位制御装置が制御するシステムであって、前記上位制御装置は、前記複数のモータ制御装置に対し、第一の通信線を介して、前記モータを駆動制御するための動作指令信号を送信し、前記複数のモータ制御装置のそれぞれが、前記動作指令信号に基づいて、前記モータ制御装置に対応する前記モータの動作を指定する指令値を生成するモータ制御部と、前記モータ制御部からの前記指令値に応じて、前記モータを駆動するための駆動電流を前記モータに供給する駆動部と、自己の前記モータ制御装置内の所定回路において故障が発生した場合に第一故障モードと判定し、前記所定回路以外で故障が発生した場合に第二故障モードと判定し、前記第一故障モード又は第二故障モードを示す故障モード情報を出力する故障判定部と、前記故障判定部から出力された前記故障モード情報を前記第一の通信線から独立し前記複数のモータ制御装置間を電気的に接続する第二の通信線 を介して、前記複数のモータ制御装置
のうち前記自己のモータ制御装置を除く他のモータ制御装置へ通知するモード通知部と、前記自己のモータ制御装置と前記他のモータ制御装置に関し、取得された前記故障モード情報に基づいて、前記モータを停止させるための制動制御を実行する制動制御部と、を備える。
In order to solve the above-described problems, a motor control system of the present invention is a system in which a host controller controls a plurality of motor control devices that drive and control a plurality of motors that drive the same driven object, wherein the host A control device transmits an operation command signal for driving and controlling the motor to the plurality of motor control devices via a first communication line, and each of the plurality of motor control devices transmits the operation command signal. a motor control unit for generating a command value designating the operation of the motor corresponding to the motor control device based on the signal; and a drive for driving the motor according to the command value from the motor control unit. A first failure mode is determined when a failure occurs in a drive unit that supplies current to the motor and a predetermined circuit in the motor control device itself, and a second failure mode is determined when a failure occurs in a circuit other than the predetermined circuit. a failure determination unit for determining a mode and outputting failure mode information indicating the first failure mode or the second failure mode; and the failure mode information output from the failure determination unit independent of the first communication line. a mode notification unit that notifies other motor control devices of the plurality of motor control devices other than the self motor control device via a second communication line that electrically connects the plurality of motor control devices; and a braking control unit for executing braking control for stopping the motor based on the acquired failure mode information regarding the self motor control device and the other motor control device.

このように本発明のモータ制御システムは、各モータ制御装置で故障を検出した場合、上位制御装置を介さずに故障モード情報を他のモータ制御装置へ通知することにより、モータ制御装置と上位制御装置との通信サイクルに依らず、速やかにモータを停止させることができる。また、各モータ制御装置が駆動制御するモータを故障モード情報に基づいて選択した制動制御で停止させることにより、各モータの停止位置や停止タイミングなどを同期させて適切に各モータを停止させることができる。 As described above, the motor control system of the present invention, when a failure is detected in each motor control device, notifies the failure mode information to the other motor control devices without going through the host control device. The motor can be quickly stopped regardless of the communication cycle with the device. In addition, by stopping the motors driven and controlled by each motor control device by braking control selected based on failure mode information, each motor can be stopped appropriately by synchronizing the stop position and stop timing of each motor. can.

また、上記課題を解決するために、本発明のモータ制御装置は、上位制御装置によって制御され、同一の駆動対象を駆動する複数のモータをそれぞれ駆動制御する複数のモータ制御装置のうち一つのモータ制御装置であって、前記上位制御装置から第一の通信線を介して動作指令信号を受信し、前記動作指令信号に基づいて、前記モータ制御装置に対応する前記モータの動作を指定する指令値を生成するモータ制御部と、前記モータ制御部からの前記指令値に応じて、前記モータを駆動するための駆動電流を前記モータに供給する駆動部と、自己の前記モータ制御装置内の所定回路において故障が発生した場合に第一故障モードと判定し、前記所定回路以外で故障が発生した場合に第二故障モードと判定し、前記第一故障モード又は第二故障モードを示す故障モード情報を出力する故障判定部と、前記故障判定部から出力された前記故障モード情報を前記第一の通信線から独立し前記複数のモータ制御装置間を電気的に接続する第二の通信線を介して、前記複数のモータ制御装置のうち前記自己のモータ制御装置を除く他のモータ制御装置へ通知するモード通知部と、前記自己のモータ制御装置と前記他のモータ制御装置に関し、取得された前記故障モード情報に基づいて、前記モータを停止させるための制動制御を実行する制動制御部と、を備える。 In order to solve the above-mentioned problems, a motor control device of the present invention is controlled by a host control device, and drives and controls a plurality of motors that drive the same driven object. A control device, which receives an operation command signal from the host control device via a first communication line, and based on the operation command signal, a command value specifying the operation of the motor corresponding to the motor control device. a driving unit for supplying a drive current for driving the motor to the motor according to the command value from the motor control unit; and a predetermined circuit in the motor control device itself. If a failure occurs in the above, it is determined as the first failure mode, and if a failure occurs in a circuit other than the predetermined circuit, it is determined as the second failure mode, and failure mode information indicating the first failure mode or the second failure mode is provided. a failure determination unit that outputs the failure mode information output from the failure determination unit via a second communication line that is independent of the first communication line and electrically connects the plurality of motor control devices; a mode notification unit for notifying other motor control devices other than the self motor control device among the plurality of motor control devices; a braking control unit that executes braking control for stopping the motor based on the mode information.

このように本発明のモータ制御装置は、各モータ制御装置で故障を検出した場合、上位制御装置を介さずに故障モード情報を他のモータ制御装置へ通知することにより、モータ制御装置と上位制御装置との通信サイクルに依らず、速やかにモータを停止させることができる。また、各モータ制御装置が駆動制御するモータを故障モード情報に基づいて選択した制動制御で停止させることにより、各モータの停止位置や停止タイミングなどを同期させて適切に各モータを停止させることができる。 As described above, the motor control device of the present invention, when a failure is detected in each motor control device, notifies the failure mode information to the other motor control devices without going through the host control device. The motor can be quickly stopped regardless of the communication cycle with the device. In addition, by stopping the motors driven and controlled by each motor control device by braking control selected based on failure mode information, each motor can be stopped appropriately by synchronizing the stop position and stop timing of each motor. can.

前記自己のモータ制御装置の前記故障モード情報が前記第一故障モードを表す場合、前記自己のモータ制御装置の前記制動制御部は、前記駆動部から前記モータに供給する前記駆動電流を遮断する制御を実行し、前記他のモータ制御装置の前記制動制御部は、前記自己のモータ制御装置に対応する前記モータの速度に同期して、該他のモータ制御装置に対
応する前記モータを停止させる制御を実行してもよい。
When the failure mode information of the self motor control device indicates the first failure mode, the braking control section of the self motor control device controls to cut off the drive current supplied from the drive section to the motor. and the braking control unit of the other motor control device stops the motor corresponding to the other motor control device in synchronization with the speed of the motor corresponding to the self motor control device. may be executed.

前記自己のモータ制御装置の前記故障モード情報が前記第二故障モードを表す場合、前記自己のモータ制御装置の前記制動制御部は、前記モータを停止させるための複数の制動制御のうち一つを選択し、選択した前記制動制御で前記モータを停止させ、前記他のモータ制御装置の前記制動制御部は、前記自己のモータ制御装置に対応する前記モータに同期して、該他のモータ制御装置に対応する前記モータを停止させる制御を実行してもよい。 When the failure mode information of the self motor control device indicates the second failure mode, the braking control unit of the self motor control device performs one of a plurality of braking controls for stopping the motor. The motor is stopped by the selected braking control, and the braking control unit of the other motor control device synchronizes with the motor corresponding to the self motor control device to stop the other motor control device. You may perform the control which stops the said motor corresponding to.

前記複数の制動制御のうち一つが、前記駆動部から前記モータに供給する前記駆動電流を遮断する制御であって、前記自己のモータ制御装置の前記制動制御部が、前記駆動電流を遮断する制御を選択した場合、前記他のモータ制御装置の前記制動制御部は、前記自己のモータ制御装置に対応する前記モータの速度に同期して、該他のモータ制御装置に対応する前記モータを停止させる制御を実行してもよい。 One of the plurality of braking controls is control for interrupting the drive current supplied from the drive section to the motor, wherein the braking control section of the self motor control device interrupts the drive current. is selected, the braking control unit of the other motor control device stops the motor corresponding to the other motor control device in synchronization with the speed of the motor corresponding to the self motor control device. control may be exercised.

前記複数の制動制御のうち一つが、ダイナミックブレーキによって前記モータを停止させる制御であって、前記自己のモータ制御装置の前記制動制御部が、前記ダイナミックブレーキによって前記モータを停止させる制御を選択した場合、前記他のモータ制御装置の前記制動制御部は、該ダイナミックブレーキのタイミングに同期して、該他のモータ制御装置に対応する前記モータを停止させる制御を実行してもよい。 When one of the plurality of braking controls is control for stopping the motor by dynamic braking, and the braking control unit of the self motor control device selects control for stopping the motor by the dynamic braking , the braking control unit of the other motor control device may execute control to stop the motor corresponding to the other motor control device in synchronization with the timing of the dynamic braking.

前記複数の制動制御のうち一つが、前記モータに停止するためのトルクを発生させて、前記モータを停止させる制御であって、前記自己のモータ制御装置の前記制動制御部が、前記トルクを発生させて前記モータを停止させる制御を選択した場合、前記他のモータ制御装置の前記制動制御部は、該トルクの発生タイミングに同期して、該他のモータ制御装置に対応する前記モータを停止させる制御を実行してもよい。 One of the plurality of braking controls is control to stop the motor by generating a torque for stopping the motor, wherein the braking control section of the self motor control device generates the torque. When the control to stop the motor is selected, the braking control unit of the other motor control device stops the motor corresponding to the other motor control device in synchronization with the torque generation timing. control may be exercised.

前記複数の制動制御のうち一つが、前記モータを所定の位置で停止させる制御であって、前記自己のモータ制御装置の前記制動制御部が、前記モータを所定の位置で停止させる制御を選択した場合、前記他のモータ制御装置の前記制動制御部は、前記自己のモータ制御装置に対応する前記モータに同期して、該他のモータ制御装置に対応する前記モータを前記所定の位置で停止させる制御を実行してもよい。 One of the plurality of braking controls is control for stopping the motor at a predetermined position, and the braking control unit of the self motor control device selects control for stopping the motor at a predetermined position. In this case, the braking control unit of the other motor control device stops the motor corresponding to the other motor control device at the predetermined position in synchronization with the motor corresponding to the self motor control device. control may be exercised.

前記複数の制動制御のうち一つが、前記モータを所定の減速度で停止させる制御であって、前記自己のモータ制御装置の前記制動制御部が、前記モータを所定の減速度で停止させる制御を選択した場合、前記他のモータ制御装置の前記制動制御部は、前記自己のモータ制御装置に対応する前記モータの速度に同期して、該他のモータ制御装置に対応する前記モータを停止させる制御を実行してもよい。 One of the plurality of braking controls is control for stopping the motor at a predetermined deceleration, and the braking control unit of the self motor control device performs control for stopping the motor at the predetermined deceleration. When selected, the braking control unit of the other motor control device stops the motor corresponding to the other motor control device in synchronization with the speed of the motor corresponding to the self motor control device. may be executed.

本発明は、駆動対象を複数のモータで協働して駆動し、これら複数のモータの駆動制御を上位制御装置が制御するシステムにおいて、故障が発生してから全てのモータを停止させるまでのタイムラグをモータ制御装置と上位制御装置との通信サイクルに依らず短くする技術を提供できる。 The present invention relates to a system in which a plurality of motors cooperate to drive an object to be driven, and a host controller controls the drive control of the plurality of motors. can be shortened regardless of the communication cycle between the motor controller and the host controller.

本発明に係るモータ制御システムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a motor control system according to the present invention; FIG. サーボドライバの機能ブロック図である。3 is a functional block diagram of a servo driver; FIG. 異常時同時停止制御部による遮断処理を示す図である。It is a figure which shows the interruption|blocking process by a simultaneous stop control part at the time of abnormality.

図1は、本発明に係るモータ制御システム1の概略構成図である。モータ制御システム1は、第一ネットワークN1と、複数のサーボモータ2(2A~2C)と、複数のサーボドライバ4(4A~4C)と、PLC(Programmable Logic Controller)5と、第二ネッ
トワークN2と、駆動対象60とを備える。本実施形態では、複数のサーボドライバ4(4A~4C)を夫々区別して説明する場合には符号4A~4Cを用い、区別なく説明する場合には符号4を用いる。同様に、複数のサーボモータ2(2A~2C)を夫々区別して説明する場合には符号2A~2Cを用い、区別なく説明する場合には符号2を用いる。本実施形態において、サーボドライバ4は、モータ制御装置に相当し、PLC5は上位制御装置に相当する。本実施形態のサーボモータ2は、モータ21とエンコーダ22を備えている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a motor control system 1 according to the present invention. The motor control system 1 includes a first network N1, a plurality of servo motors 2 (2A to 2C), a plurality of servo drivers 4 (4A to 4C), a PLC (Programmable Logic Controller) 5, and a second network N2. , and a driven object 60 . In this embodiment, reference numerals 4A to 4C are used when the plurality of servo drivers 4 (4A to 4C) are distinguished from each other, and reference numeral 4 is used when they are described without distinction. Similarly, the reference numerals 2A to 2C are used when the plurality of servo motors 2 (2A to 2C) are distinguished from each other, and the reference numeral 2 is used when they are described without distinction. In this embodiment, the servo driver 4 corresponds to a motor control device, and the PLC 5 corresponds to a host control device. The servomotor 2 of this embodiment includes a motor 21 and an encoder 22 .

第一ネットワークN1は、複数のサーボドライバ4と、PLC5とが接続され、サーボドライバ4とPLC5との間で相互に通信を可能とする第一の通信線である。第一ネットワークN1は、例えば、Ether CATである。第二ネットワークN2は、第一ネットワーク
から独立し複数のサーボドライバ4間を電気的に接続する第二の通信線である。第二ネットワークN2は、各サーボドライバ4の間で相互に通信を可能とする。
The first network N1 is a first communication line to which a plurality of servo drivers 4 and PLCs 5 are connected and which enables mutual communication between the servo drivers 4 and the PLCs 5 . The first network N1 is, for example, Ether CAT. The second network N2 is a second communication line that electrically connects the plurality of servo drivers 4 independently of the first network. The second network N2 enables communication between the servo drivers 4 with each other.

モータ制御システム1は、複数のサーボモータ2をそれぞれ駆動制御する複数のサーボドライバ4に対して、PLC5が第一ネットワークN1を介して動作指令信号を送ることで、各サーボドライバ4を統括的に制御し、複数のサーボモータ2を協働させて同一の駆動対象60を駆動するシステムである。 In the motor control system 1, the PLC 5 sends an operation command signal via the first network N1 to a plurality of servo drivers 4 that drive and control the plurality of servo motors 2, respectively, so that the servo drivers 4 are collectively controlled. It is a system that controls and cooperates with a plurality of servo motors 2 to drive the same driven object 60 .

各サーボドライバ4は、自己の所定回路、及び自己が駆動制御するサーボモータ2など所定回路以外における故障を監視し、所定回路の故障を検出した場合に第一故障モードと判定し、所定回路以外の故障を検出した場合に第二故障モードと判定する。そして、故障を検出したサーボドライバ4は、第二ネットワークN2を介して、第一故障モード又は第二故障モードを示す故障モード情報を他のサーボドライバ4へ通知すると共に、故障モード情報に基づいて、サーボモータ2を停止させるための複数の制動制御のうち一つを選択し、選択した制動制御に従って、自己が駆動制御するサーボモータ2を停止させる。 Each servo driver 4 monitors failures in its own predetermined circuit and other circuits than the predetermined circuit, such as the servo motor 2 driven and controlled by itself. is detected as the second failure mode. Then, the servo driver 4 that has detected the failure notifies the other servo drivers 4 of failure mode information indicating the first failure mode or the second failure mode via the second network N2, and based on the failure mode information , selects one of a plurality of braking controls for stopping the servomotor 2, and stops the servomotor 2 driven and controlled by itself according to the selected braking control.

また、各サーボドライバ4は、他のサーボドライバ4から故障モード情報を受信した場合、この故障モード情報に基づいて、複数の制動制御のうち一つを選択し、選択した制動制御に従って、自己が駆動制御するサーボモータ2を停止させる。 Further, when each servo driver 4 receives failure mode information from another servo driver 4, it selects one of a plurality of braking controls based on this failure mode information, and according to the selected braking control, self Stop the servomotor 2 for drive control.

このように各サーボドライバ4で故障を検出した場合、PLC5を介さずに故障モード情報を他のサーボドライバ4へ通知することにより、サーボドライバ4とPLC5との通信サイクルに依らず、速やかにサーボモータ2を停止させることができる。また、各サーボドライバ4が駆動制御するサーボモータ2を故障モード情報に基づいて選択した制動制御で停止させることにより、各サーボモータ2の停止位置や停止タイミングなどを揃えて適切に各サーボモータ2を停止させることができる。 When each servo driver 4 detects a failure in this way, by notifying the other servo drivers 4 of the failure mode information without going through the PLC 5, the servo can be quickly operated without depending on the communication cycle between the servo driver 4 and the PLC 5. Motor 2 can be stopped. In addition, by stopping the servo motors 2 driven and controlled by the servo drivers 4 by braking control selected based on the failure mode information, the stop positions and stop timings of the servo motors 2 are aligned, and the servo motors 2 are appropriately controlled. can be stopped.

サーボモータ2は、駆動対象60を含む機械装置のアクチュエータとして当該機械装置内に組み込まれている。サーボモータ2のモータ21は、例えばACモータである。そして、エンコーダ22は、モータ21の動作を検出するためにモータ21に取り付けられる。エンコーダ22は、検出されたモータ21の動作を示すフィードバック信号を生成するとともに、そのフィードバック信号をサーボドライバ4に送信する。フィードバック信号は、たとえばモータ21の回転軸の回転位置(角度)についての位置情報、その回転軸の回転速度の情報等を含む。エンコーダ22には一般的なインクリメンタル型エンコーダ、アブソリュート型エンコーダを適用することができる。 The servomotor 2 is incorporated in a mechanical device as an actuator of the mechanical device including the driven object 60 . The motor 21 of the servomotor 2 is, for example, an AC motor. An encoder 22 is then attached to the motor 21 to detect the operation of the motor 21 . The encoder 22 generates a feedback signal indicating the detected motion of the motor 21 and transmits the feedback signal to the servo driver 4 . The feedback signal includes, for example, position information about the rotational position (angle) of the rotating shaft of the motor 21, information about the rotating speed of the rotating shaft, and the like. A general incremental encoder or absolute encoder can be applied to the encoder 22 .

駆動対象60は、例えば、産業用ロボットのアームや搬送装置といった機械装置である。図1の例において、駆動対象60は、移動ステージ61と、伝達機構62とを有し、移動ステージ61が伝達機構62を介してモータ21に接続されている。伝達機構62は、プーリーと駆動ベルトや、ギヤ、ネジ棒など、モータ21の駆動力を移動ステージ61に伝達する機構である。 The driven object 60 is, for example, a mechanical device such as an arm of an industrial robot or a transport device. In the example of FIG. 1 , the driven object 60 has a moving stage 61 and a transmission mechanism 62 , and the moving stage 61 is connected to the motor 21 via the transmission mechanism 62 . The transmission mechanism 62 is a mechanism that transmits the driving force of the motor 21 to the moving stage 61, such as pulleys, drive belts, gears, and screw rods.

図2は、サーボドライバ4の機能ブロック図である。図2に示すように、サーボドライバ4は、フィードバック処理部41、モータ制御部42、遮断部43、駆動部44、及び異常時同時停止制御部50を有している。フィードバック処理部41は、エンコーダ22からのフィードバック信号に基づいてフィードバック値を生成する。たとえばエンコーダ22からパルスが出力される場合、フィードバック処理部41は、そのパルスをカウントすることによりモータ21の位置や移動速度を算出するとともに、その位置や速度を示す値を含むフィードバック値を生成する。 FIG. 2 is a functional block diagram of the servo driver 4. As shown in FIG. As shown in FIG. 2 , the servo driver 4 has a feedback processing section 41 , a motor control section 42 , a cutoff section 43 , a driving section 44 , and an abnormal simultaneous stop control section 50 . Feedback processing section 41 generates a feedback value based on the feedback signal from encoder 22 . For example, when pulses are output from the encoder 22, the feedback processing unit 41 calculates the position and moving speed of the motor 21 by counting the pulses, and generates a feedback value including values indicating the position and speed. .

なお、エンコーダ22は、その内部で同時にスキャニングを行なうことにより独立したパルスの出力が可能となるように二重化された回路を有しており、二重化されたフィードバック信号を出力する。そのため、フィードバック処理部41は、エンコーダ22から二重化されたフィードバック信号を受けるとともに、それらのフィードバック信号に基づいて二重化されたフィードバック値を生成する。そして、フィードバック処理部41は、その生成された二重化されたフィードバック値をモータ制御部42に送るとともに、異常時同時停止制御部50にも送る。なお、本実施形態のエンコーダ22は、二重化されたフィードバック信号を出力する安全対応エンコーダであるが、これに限定されるものではなく、二重化されていないフィードバック信号を出力するものでもよい。 The encoder 22 has a duplicated circuit so that independent pulses can be output by simultaneously scanning inside thereof, and duplicated feedback signals are output. Therefore, the feedback processing unit 41 receives duplicated feedback signals from the encoder 22 and generates duplicated feedback values based on those feedback signals. Then, the feedback processing unit 41 sends the generated duplicated feedback value to the motor control unit 42 and also to the simultaneous stop control unit 50 at the time of abnormality. The encoder 22 of the present embodiment is a safety encoder that outputs duplicated feedback signals, but is not limited to this, and may output non-duplicated feedback signals.

次に、モータ制御部42は、PLC5から動作指令信号を受けるとともに、フィードバック処理部41からフィードバック値を受ける。モータ制御部42は、動作指令信号とフィードバック値とに基づいて、位置フィードバック制御、速度フィードバック制御を実行するための指令値を生成する。例えば、モータ制御部42は、動作指令信号と、フィードバック値に基づくフィードバック制御により、自己のサーボドライバ4と接続されたモータ21、換言すると自己のサーボドライバ4に対応するモータ21が動作指令信号に追従するように位置指令値及び速度指令値を生成する。なお、当該フィードバック制御で採用されるフィードバック方式は、モータ21が組み込まれる機械装置(搬送装置等)の所定の目的(例えば、荷物の搬送)に好適なサーボループが形成される方式であり、適宜設計することができる。そして、モータ制御部42で生成されたこれらの指令値は、駆動信号として遮断部43と異常時同時停止制御部50に送られる。 Next, the motor control section 42 receives an operation command signal from the PLC 5 and a feedback value from the feedback processing section 41 . The motor control unit 42 generates a command value for executing position feedback control and speed feedback control based on the operation command signal and the feedback value. For example, the motor control unit 42 causes the motor 21 connected to its own servo driver 4, in other words, the motor 21 corresponding to its own servo driver 4, to respond to the operation command signal by feedback control based on the operation command signal and the feedback value. A position command value and a speed command value are generated so as to follow. In addition, the feedback method adopted in the feedback control is a method in which a servo loop suitable for a predetermined purpose (for example, transporting a load) of a mechanical device (such as a transport device) in which the motor 21 is incorporated is formed. can be designed. These command values generated by the motor control unit 42 are sent to the cutoff unit 43 and the simultaneous stop control unit 50 in the event of an abnormality as drive signals.

次に、遮断部43は、後述する異常時同時停止制御部50から遮断信号を受けた場合において、後述する駆動部44にモータ制御部42からの駆動信号を電気的に通過させないことで、駆動部44を停止させる。これによりモータ制御部42が駆動信号を送出したとしても、モータ21が停止することになる。一方、遮断部43に遮断信号が入力されない場合には、遮断部43はモータ制御部42から出力された指令値を伴う駆動信号をそのまま駆動部44に通過させる。なお、遮断部43は、モータ制御部42等の機能部から独立して存在する構成に限定されるものではなく、モータ制御部42が遮断部43を兼ね、異常時同時停止制御部50から遮断信号を受けた場合に、位置指令値及び速度指令値の出力を停止することで、駆動部44を停止させてもよい。 Next, when receiving a cutoff signal from the abnormal simultaneous stop control unit 50, which will be described later, the cutoff unit 43 electrically prevents the drive signal from the motor control unit 42 from passing through the drive unit 44, which will be described later. Stop unit 44 . As a result, the motor 21 is stopped even if the motor control unit 42 sends out the drive signal. On the other hand, when the shutoff signal is not input to the shutoff unit 43, the shutoff unit 43 passes the driving signal accompanied by the command value output from the motor control unit 42 to the driving unit 44 as it is. It should be noted that the blocking unit 43 is not limited to a configuration that exists independently of the functional units such as the motor control unit 42. The drive unit 44 may be stopped by stopping the output of the position command value and the speed command value when the signal is received.

駆動部44は、遮断部43を介して、モータ制御部42からの駆動信号を受ける。駆動部44は、例えば、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の半導体スイッチング素子で構成される回路を有しており、モータ制御部42からの駆動信号に基づいて、スイッチング素子をPWM方式に従ってオン・オフさせるための信号を生成するとと
もに、その信号に従ってスイッチング素子をオン・オフさせる。これによりモータ21に交流電力が供給されるとともに、駆動信号に従ってモータ21が駆動される。一方、遮断部43が作動し駆動信号の駆動部44への伝達が遮断されると、駆動部44からの出力がオフに固定される。これによりモータ21への電力供給が停止されるので、モータ21からのトルクの出力が停止することになる。
The drive section 44 receives a drive signal from the motor control section 42 via the cutoff section 43 . The driving unit 44 has a circuit composed of a semiconductor switching element such as an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), for example. A signal for turning off is generated, and the switching element is turned on/off according to the signal. AC power is thereby supplied to the motor 21, and the motor 21 is driven according to the drive signal. On the other hand, when the cutoff portion 43 operates to cut off the transmission of the drive signal to the drive portion 44, the output from the drive portion 44 is fixed to be off. Since the power supply to the motor 21 is thereby stopped, torque output from the motor 21 is stopped.

ダイナミックブレーキ部45は、抵抗器451と、リレー452を備え、後述のようにモータ21の制動時に異常時同時停止制御部50からの指令に応じてリレー452を閉じ、モータ21からの回生電流を抵抗器451で消費することでモータ21の運動エネルギーを無くして停止させる。 The dynamic braking unit 45 includes a resistor 451 and a relay 452, and closes the relay 452 in response to a command from the simultaneous stop control unit 50 at the time of braking the motor 21 as will be described later. By consuming the kinetic energy in the resistor 451, the kinetic energy of the motor 21 is eliminated and stopped.

このようにフィードバック処理部41、モータ制御部42、遮断部43、駆動部44は、いわばモータ21の駆動制御に直接関連する機能部である。一方で、異常時同時停止制御部50は、エンコーダ22の動作の故障の発生を判断し、故障が発生していると判断される場合には、モータ21の動作を停止させ当該動作に対する安全を確保する機能部である。具体的には、異常時同時停止制御部50は、更に詳しくは故障判定部51と、モード通知部52と、制動制御部53を有している。 Thus, the feedback processing unit 41, the motor control unit 42, the cutoff unit 43, and the driving unit 44 are functional units directly related to the drive control of the motor 21, so to speak. On the other hand, the abnormal simultaneous stop control unit 50 determines the occurrence of a failure in the operation of the encoder 22, and if it is determined that a failure has occurred, stops the operation of the motor 21 to ensure the safety of the operation. It is a function part to secure. More specifically, the simultaneous stop control unit 50 at abnormal time has a failure determination unit 51 , a mode notification unit 52 and a braking control unit 53 .

故障判定部51は、PLC5から受信する動作指令信号、フィードバック処理部41から受信するフィードバック値、モータ制御部42から受信する指令値、エンコーダ22から受信するフィードバック信号に基づいて故障を検出する。例えば、故障判定部51は、エンコーダから二重化したフィードバック信号を受信し、これらを比較して、閾値以上の差がなければ故障が発生していないこと、即ち正常であることを検出し、閾値以上の差があればサーボモータ2に故障が発生したことを検出する。 The failure determination unit 51 detects a failure based on the operation command signal received from the PLC 5, the feedback value received from the feedback processing unit 41, the command value received from the motor control unit 42, and the feedback signal received from the encoder 22. For example, the failure determination unit 51 receives duplicated feedback signals from the encoder, compares them, detects that there is no failure if there is no difference equal to or greater than the threshold, that is, that it is normal, and If there is a difference between , it is detected that the servomotor 2 has failed.

また、故障判定部51は、フィードバック処理部41から二重化したフィードバック値を受信し、これらを比較して、閾値以上の差がなければ故障が発生していないこと、即ち正常であることを検出し、閾値以上の差があり且つエンコーダ22からのフィードバック信号が正常であればフィードバック処理部41に故障が発生したことを検出する。また、故障判定部51は、フィードバック処理部41から受信したフィードバック値とPLC5から受信した動作指令値とに基づいてモータ制御部が出力する指令値を推定し、この推定した指令値とモータ制御部42から受信した指令値とを比較して、閾値以上の差がなければ故障が発生していないこと、即ち正常であることを検出し、閾値以上の差があればモータ制御部42に故障が発生したことを検出する。 Further, the failure determination unit 51 receives duplicated feedback values from the feedback processing unit 41, compares them, and detects that no failure has occurred, that is, that the system is normal if there is no difference equal to or greater than a threshold value. , and the feedback signal from the encoder 22 is normal, it is detected that the feedback processing unit 41 has failed. Further, the failure determination unit 51 estimates the command value output by the motor control unit based on the feedback value received from the feedback processing unit 41 and the operation command value received from the PLC 5, and the estimated command value and the motor control unit 42, and if there is no difference equal to or greater than the threshold, it is detected that no failure has occurred, that is, that the motor control unit 42 is normal. Detect what happened.

更に、異常時同時停止制御部50は二重化され、互いの出力を故障判定部51が比較し、閾値以上の差がなければ故障が発生していないこと、即ち正常であることを検出し、閾値以上の差があれば異常時同時停止制御部50に故障が発生したことを検出する。本実施形態において、フィードバック処理部41、モータ制御部42、異常時同時停止制御部50は、所定回路(主要回路)であり、故障判定部51は、これら所定回路において故障が発生したことを検出した場合に第一故障モードと判定する。また、故障判定部51は、所定回路以外、例えばサーボモータ2で故障が発生したことを検出した場合に第二故障モードと判定する。そして、故障判定部51は、故障が発生したことを検出した場合に、第一故障モード又は第二故障モードを示す故障モード情報を出力する。なお、これら故障の判定は、二重化された信号の比較に限らず、指令値等との比較や、信号の値が正常な範囲から逸脱していないか等、他の手法によって故障を判定するものでもよい。 Furthermore, the simultaneous stop control unit 50 is duplicated, and the failure determination unit 51 compares the mutual outputs, and if there is no difference equal to or greater than the threshold value, it detects that no failure has occurred, that is, that it is normal. If there is the above difference, it is detected that the simultaneous stop control unit 50 has failed. In this embodiment, the feedback processing unit 41, the motor control unit 42, and the simultaneous stop control unit 50 are predetermined circuits (main circuits), and the failure determination unit 51 detects that a failure has occurred in these predetermined circuits. is determined to be the first failure mode. Further, the failure determination unit 51 determines that the failure mode is the second failure mode when it detects that a failure has occurred in a circuit other than the predetermined circuit, for example, the servomotor 2 . Then, when detecting that a failure has occurred, the failure determination unit 51 outputs failure mode information indicating the first failure mode or the second failure mode. These failure judgments are not limited to comparison of duplicated signals, and failure judgments are made by other methods such as comparison with command values, etc., and whether the signal value deviates from the normal range. It's okay.

モード通知部52は、故障判定部51で故障が発生したことが検出された場合に、故障判定部51から出力された故障モード情報を第一ネットワークN1と異なる第二ネットワークN2を介して接続された複数のサーボドライバ4のうち、自己のサーボドライバ4を
除く他のサーボドライバ4へ通知する。
When the failure determination unit 51 detects that a failure has occurred, the mode notification unit 52 transmits failure mode information output from the failure determination unit 51 via the second network N2 different from the first network N1. The other servo drivers 4 other than the self servo driver 4 among the plurality of servo drivers 4 are notified.

制動制御部53は、他のサーボドライバ4から故障モード情報を取得した場合、又は同じ異常時同時停止制御部50に属する故障判定部51から故障モード情報を取得した場合に、取得した故障モード情報に基づいて、モータ21を停止させるための制動制御を行なう。ここで、制動制御とは、例えば、フリーランによる制動(第一制動制御)、ダイナミックブレーキによる制動(第二制動制御)、停止時トルクによる制動(第三制動制御)、所定位置での制動(第四制動制御)、所定減速度での制御(第五制動制御)などが挙げられる。 When the braking control unit 53 acquires failure mode information from another servo driver 4 or acquires failure mode information from the failure determination unit 51 belonging to the same simultaneous stop control unit 50, the braking control unit 53 uses the acquired failure mode information. Braking control for stopping the motor 21 is performed based on. Here, the braking control includes, for example, braking by free run (first braking control), braking by dynamic braking (second braking control), braking by stopping torque (third braking control), braking at a predetermined position ( fourth braking control), control at a predetermined deceleration (fifth braking control), and the like.

フリーランによる制動(第一制動制御)は、遮断部43に遮断信号を送り、遮断部を動作させてモータ21に供給される駆動電流を遮断することでモータを停止させる制御である。この場合、駆動電流の遮断後、モータ21は惰性によって僅かに移動するが、駆動トルクが発生しなくなることで停止する。 Braking by free-running (first braking control) is control to stop the motor by sending a cutoff signal to the cutoff unit 43 and operating the cutoff unit to cut off the drive current supplied to the motor 21 . In this case, after the drive current is cut off, the motor 21 moves slightly due to inertia, but stops when the drive torque is no longer generated.

ダイナミックブレーキによる制動(第二制動制御)は、モータ制御部42による指令値を0rpmにさせる又は遮断部43を作動させて駆動電流を遮断してモータ21を制動させ
ると共に、ダイナミックブレーキ部45に指令を送ってリレー452を閉じさせ、モータ21からの回生電流を抵抗器451で消費させて速やかにモータ21を停止させる制御である。
Braking by the dynamic brake (second braking control) sets the command value by the motor control unit 42 to 0 rpm or operates the cutoff unit 43 to cut off the drive current to brake the motor 21, and the dynamic brake unit 45 is commanded is sent to close the relay 452, the regenerated current from the motor 21 is consumed by the resistor 451, and the motor 21 is quickly stopped.

停止時トルクによる制動(第三制動制御)は、モータ制御部42に指令信号を送り、停止トルクを発生させるように駆動信号を出力させる制御である。 Braking by stopping torque (third braking control) is control for sending a command signal to the motor control unit 42 and outputting a driving signal so as to generate stopping torque.

所定位置での制動(第四制動制御)は、モータ制御部42に指令信号を送り、故障が発生した時点から所定距離移動した後の位置で停止させるように駆動信号を出力させる制御である。なお、この位置が、故障が発生した時点からの経過時間や、ステップで特定できる場合、故障が発生した時点からに存在する位置や、故障が発生した時点から所定ステップ後の位置等に停止させてもよい。 Braking at a predetermined position (fourth braking control) is control in which a command signal is sent to the motor control unit 42 and a drive signal is output so as to stop the motor at a position after moving a predetermined distance from the time when the failure occurred. If this position can be specified by the elapsed time from the time when the failure occurred or by the step, the position that exists after the time when the failure occurred, or the position after a predetermined number of steps after the time when the failure occurred. may

所定減速度での制御(第五制動制御)は、モータ制御部42に指令信号を送り、故障が発生した時点からモータ21が停止するまで所定の減速度で減速するように駆動信号を出力させる制御である。 Control at a predetermined deceleration (fifth braking control) sends a command signal to the motor control unit 42 to output a drive signal so that the motor 21 is decelerated at a predetermined deceleration from the time when the failure occurs until the motor 21 stops. Control.

なお、故障モード情報に応じて、どの制動制御が選択されるかは、予めユーザによって設定される。例えば、サーボドライバ4の所定回路に故障が発生した場合、即ち、制動制御部53が、同じ異常時同時停止制御部50に属する故障判定部51から第一故障モードを示す故障モード情報を取得した場合、モータ21を制御しようとしても適切に制御できない可能性があるため、当該サーボドライバ4では、第一制動制御が選択されるように設定する。制動制御部53が、同じ異常時同時停止制御部50に属する故障判定部51から第二故障モードを示す故障モード情報を取得した場合の制動制御は、駆動対象60の仕様などに応じて任意に設定されてよい。例えば第二~第五制動制御の何れかが設定される。この故障が発生したサーボドライバ4又は故障が発生したモータ21を駆動制御するサーボドライバ4で選択される制動制御の設定を故障時設定とも称す。なお、サーボドライバ4又はこのサーボドライバ4に対応するモータ21に故障が発生した場合、当該サーボドライバ4及びモータ21を故障側のサーボドライバ4や故障側のモータ21と称し、故障が発生していない他のサーボドライバ4及びモータ21を正常側のサーボドライバ4や正常側のモータ21と称す。 The user sets in advance which braking control is selected according to the failure mode information. For example, when a failure occurs in a predetermined circuit of the servo driver 4, that is, the braking control unit 53 acquires failure mode information indicating the first failure mode from the failure determination unit 51 belonging to the same simultaneous stop control unit 50. In this case, the servo driver 4 is set so that the first braking control is selected because there is a possibility that the motor 21 cannot be controlled appropriately. Braking control when the braking control unit 53 acquires the failure mode information indicating the second failure mode from the failure determination unit 51 belonging to the same simultaneous stop control unit 50 can be arbitrarily performed according to the specifications of the driven object 60. may be set. For example, any one of the second to fifth braking controls is set. The braking control setting selected by the servo driver 4 in which the failure has occurred or the servo driver 4 that drives and controls the motor 21 in which the failure has occurred is also referred to as failure time setting. When a failure occurs in the servo driver 4 or the motor 21 corresponding to the servo driver 4, the servo driver 4 and the motor 21 are referred to as the failed servo driver 4 and the failed motor 21, respectively. The other servo driver 4 and motor 21 that are not connected are referred to as the normal side servo driver 4 and the normal side motor 21 .

正常側のサーボドライバ4、即ち制動制御部53が、他のサーボドライバ4から故障モ
ード情報を取得したサーボドライバ4は、故障側サーボドライバ4によって制動制御されるモータ21と同期して自己が駆動制御するモータ21を停止させる。例えば、故障が発生してから正常側サーボドライバ4に故障モード情報が通知され、制動制御を実行するまでのタイムラグが無視できる程度に小さい場合、正常側サーボドライバ4は、故障側サーボドライバ4と同じ制動制御を選択するようにしてもよい。
The servo driver 4 on the normal side, that is, the servo driver 4 whose braking control unit 53 has acquired failure mode information from another servo driver 4, drives itself in synchronization with the motor 21 controlled by the failure side servo driver 4. The motor 21 to be controlled is stopped. For example, if the time lag between when the normal servo driver 4 is notified of the failure mode information after the failure occurs and when the braking control is executed is negligibly small, the normal servo driver 4 and the failure servo driver 4 The same braking control may be selected.

例えば、サーボドライバ4Aの所定回路に故障が発生し、サーボドライバ4Aが、第一故障モードと判定して、第一制動制御を選択し、フリーランでモータ21を停止させる場合、他のサーボドライバ4B,4Cも第一制動制御を選択し、フリーランでモータ21を停止させることで、故障側のモータ21の速度に同期してモータ21を停止させる。また、サーボモータ2Aに故障が発生し、サーボドライバ4Aが、第二故障モードと判定した場合、故障時設定に従い第二~第五制動モードの何れかを選択してモータ21を停止させる場合、他のサーボドライバ4B,4Cも同じ制動制御を選択してモータ21を停止させる。 For example, when a failure occurs in a predetermined circuit of the servo driver 4A, the servo driver 4A determines that it is in the first failure mode, selects the first braking control, and stops the motor 21 by coasting, another servo driver 4B and 4C also select the first braking control and stop the motor 21 in free run, thereby stopping the motor 21 in synchronization with the speed of the motor 21 on the failure side. Further, when a failure occurs in the servomotor 2A and the servo driver 4A determines that it is in the second failure mode, when one of the second to fifth braking modes is selected according to the failure setting to stop the motor 21, The other servo drivers 4B and 4C also select the same braking control to stop the motor 21.

また、故障が発生してから正常側サーボドライバ4に故障モード情報が通知され、制動制御を実行するまでに所定のタイムラグが生じる場合、正常側サーボドライバ4は、このタイムラグを考慮して故障側サーボドライバ4が制御するサーボモータ2と同期して、自己が制御するサーボモータ2を停止させるように制動制御を行なってもよい。例えば、故障側と比べて正常側のモータ21が停止する位置が1ステップ分遅れる場合であって、故障側サーボドライバ4Aが、第一制動制御を選択し、フリーランで故障発生から所定ステップ(本例では3ステップ)後にサーボモータ2Aが停止することが見込まれる場合、正常側サーボドライバ4B,4Cは、第四制動制御を選択し、故障モード情報の受信から所定ステップ(本例では3ステップ)後、即ち故障発生から4ステップ後にサーボモータ2B,2Cを停止させる。これにより故障側のサーボモータ2Aと正常側のサーボモータ2B,2Cを同じ位置関係で停止させることができる。 Further, if there is a predetermined time lag between when the normal servo driver 4 is notified of the failure mode information after the failure occurs and when the braking control is executed, the normal servo driver 4 takes this time lag into account and selects the failure mode information. Braking control may be performed so as to stop the servo motor 2 controlled by the servo driver 4 in synchronization with the servo motor 2 controlled by the servo driver 4 . For example, when the stop position of the motor 21 on the normal side is delayed by one step compared to the motor 21 on the failure side, the servo driver 4A on the failure side selects the first braking control and free-runs a predetermined step ( When the servo motor 2A is expected to stop after 3 steps in this example), the normal side servo drivers 4B and 4C select the fourth braking control, and take a predetermined step (3 steps in this example) after receiving the failure mode information. ), that is, four steps after the occurrence of the failure, the servomotors 2B and 2C are stopped. As a result, the failed servo motor 2A and the normal servo motors 2B and 2C can be stopped in the same positional relationship.

更に、正常側サーボドライバ4B,4Cは、故障側サーボドライバ4Aが実行する制動制御に応じ、故障側サーボモータ2Aと同期させて正常側サーボモータ2B,2Cを停止させる。例えば、故障側サーボドライバ4Aがダイナミックブレーキによって故障側サーボモータ2Aを停止させる制御(第二制動制御)を選択した場合、正常側サーボドライバ4B,4Cの制動制御部53は、該ダイナミックブレーキのタイミングに同期して、正常側サーボモータ2B,2Cを停止させる。同様に、故障側サーボドライバ4Aが、トルクを発生させて故障側サーボモータ2Aを停止させる制御(第三制動制御)を選択した場合、正常側サーボドライバ4B,4Cの制動制御部53は、該トルクの発生タイミングに同期して、正常側サーボモータ2B,2Cを停止させる。故障側サーボドライバ4Aが、故障側サーボモータ2Aを所定の位置で停止させる制御(第四制動制御)を選択した場合、正常側サーボドライバ4B,4Cの制動制御部53は、故障側サーボモータ2Aに同期して、正常側サーボモータ2B,2Cを前記所定の位置で停止させる。更に、故障側サーボドライバ4Aが、故障側サーボモータ2Aを所定の減速度で停止させる制御(第五制動制御)を選択した場合、正常側サーボドライバ4B,4Cの制動制御部53は、故障側サーボモータ2Aの減速度に同期して、正常側サーボモータ2B,2Cを停止させる。 Further, the normal servo drivers 4B and 4C stop the normal servo motors 2B and 2C in synchronization with the malfunction servo motor 2A according to the braking control executed by the malfunction servo driver 4A. For example, when the failure-side servo driver 4A selects control (second braking control) to stop the failure-side servomotor 2A by dynamic braking, the braking control units 53 of the normal-side servo drivers 4B and 4C control the timing of the dynamic braking. , the normal side servomotors 2B and 2C are stopped. Similarly, when the faulty servo driver 4A selects control (third braking control) for generating torque to stop the faulty servomotor 2A, the braking control units 53 of the normal servo drivers 4B and 4C The normal side servomotors 2B and 2C are stopped in synchronization with the torque generation timing. When the malfunctioning servo driver 4A selects the control (fourth braking control) to stop the malfunctioning servomotor 2A at a predetermined position, the braking control units 53 of the normal servo drivers 4B and 4C control the malfunctioning servomotor 2A. , the normal side servomotors 2B and 2C are stopped at the predetermined position. Further, when the faulty servo driver 4A selects the control (fifth braking control) to stop the faulty servomotor 2A at a predetermined deceleration, the braking control units 53 of the normal servo drivers 4B and 4C The normal side servomotors 2B and 2C are stopped in synchronization with the deceleration of the servomotor 2A.

ここで、上記故障判定部51及び制動制御部53を有する異常時同時停止制御部50による制動制御について、図3に基づいて説明する。図3に示す制動制御は、異常時同時停止制御部50を形成する演算装置(MPU等)により、例えば、指令値が生成される制御周期で繰り返して実行される。ステップS101では、故障判定部51が、PLC5から動作指令信号、フィードバック処理部41からフィードバック値、モータ制御部42から指令値、エンコーダ22からフィードバック信号を取得する。 Here, the braking control by the simultaneous stop control section 50 having the failure determination section 51 and the braking control section 53 will be described with reference to FIG. The braking control shown in FIG. 3 is repeatedly executed, for example, at a control cycle in which a command value is generated by an arithmetic unit (such as an MPU) that forms the simultaneous stop control unit 50 in the event of an abnormality. In step S<b>101 , the failure determination unit 51 acquires an operation command signal from the PLC 5 , a feedback value from the feedback processing unit 41 , a command value from the motor control unit 42 , and a feedback signal from the encoder 22 .

ステップS102にて、故障判定部51は、ステップS101で取得した動作指令信号、フィードバック値、指令値、及びフィードバック信号に基づいて故障が発生したか否かを判定する処理を行う。故障の判定は、例えばこれらの二重化された信号を比較し、閾値以上の違いがあった場合に故障が発生したと判定する。なお、これら故障の判定は、二重化された信号の比較に限らず、指令値等との比較や、信号の値が正常な範囲から逸脱していないか等、他の手法によって故障を判定するものでもよい。 In step S102, the failure determination unit 51 performs processing for determining whether or not a failure has occurred based on the operation command signal, feedback value, command value, and feedback signal acquired in step S101. For determination of a failure, for example, these duplicated signals are compared, and if there is a difference of a threshold value or more, it is determined that a failure has occurred. These failure judgments are not limited to comparison of duplicated signals, and failure judgments are made by other methods such as comparison with command values, etc., and whether the signal value deviates from the normal range. It's okay.

ステップS102で肯定判定の場合、故障判定部51は、ステップS103へ移行し、故障箇所に応じて、故障モードが、第一故障モードか否かを判定する。ステップS103で肯定判定の場合、故障判定部51は、ステップS104へ移行し、故障時設定に従って第一制動制御を選択する。そして、ステップS105にて、制動制御部53が、第一制動制御に従ってサーボモータ2を停止させる。 In the case of an affirmative determination in step S102, the failure determination unit 51 proceeds to step S103 and determines whether the failure mode is the first failure mode according to the failure location. In the case of an affirmative determination in step S103, the failure determination unit 51 proceeds to step S104 and selects the first braking control according to the failure setting. Then, in step S105, the braking control section 53 stops the servomotor 2 according to the first braking control.

一方、ステップS103で否定判定の場合、故障判定部51は、ステップS106へ移行し、故障時設定に従って第二~第五制動制御の何れかを選択する。そして、ステップS107にて、制動制御部53が、ステップS106で選択された制動制御に従ってサーボモータ2を停止させる。 On the other hand, if the determination in step S103 is negative, the failure determination unit 51 proceeds to step S106 and selects any one of the second to fifth braking controls according to the failure setting. Then, in step S107, the braking control unit 53 stops the servomotor 2 according to the braking control selected in step S106.

また、ステップS102で否定判定の場合、故障判定部51は、ステップS108へ移行し、他のサーボドライバ4から故障モード情報を受信したか否かを判定する。ステップS108で否定判定であれば、故障判定部51は、図3の処理を終了し、肯定判定であればステップS109へ移行し、故障側サーボモータ2と同期して正常側サーボモータ2を停止させる。 If the determination in step S102 is negative, the failure determination section 51 proceeds to step S108 and determines whether failure mode information has been received from another servo driver 4 or not. If the determination in step S108 is negative, the failure determination unit 51 ends the processing of FIG. Let

このように本実施形態によれば、サーボドライバ4で故障を検出した場合、PLC5を介さずに故障モード情報を他のサーボドライバ4へ通知することにより、サーボドライバ4とPLC5との通信サイクルに依らず、速やかにサーボモータ2を停止させることができる。また、正常側サーボドライバ4が、サーボモータ2を故障側のサーボモータ2と同期させて制動制御することにより、サーボモータ2の停止位置や停止タイミングなどを揃えて適切に各サーボモータ2を停止させることができる。 As described above, according to the present embodiment, when a failure is detected in the servo driver 4, the communication cycle between the servo driver 4 and the PLC 5 is shortened by notifying the failure mode information to the other servo drivers 4 without going through the PLC 5. Therefore, the servomotor 2 can be quickly stopped. In addition, the normal side servo driver 4 synchronizes the servo motors 2 with the failure side servo motors 2 and performs braking control, so that the stop positions and stop timings of the servo motors 2 are aligned and the respective servo motors 2 are stopped appropriately. can be made

1 :モータ制御システム
2(2A~2C):サーボモータ
4(4A~4C):サーボドライバ
21 :モータ
22 :エンコーダ
41 :フィードバック処理部
42 :モータ制御部
43 :遮断部
44 :駆動部
45 :ダイナミックブレーキ部
50 :異常時同時停止制御部
51 :故障判定部
52 :モード通知部
53 :制動制御部
60 :駆動対象
61 :移動ステージ
62 :伝達機構
451 :抵抗器
452 :リレー
N1 :第一ネットワーク
N2 :第二ネットワーク
1: Motor control system 2 (2A to 2C): Servo motor 4 (4A to 4C): Servo driver 21: Motor 22: Encoder 41: Feedback processing unit 42: Motor control unit 43: Cutoff unit 44: Driving unit 45: Dynamic Brake unit 50 : Simultaneous stop control unit 51 : Failure determination unit 52 : Mode notification unit 53 : Braking control unit 60 : Driven object 61 : Moving stage 62 : Transmission mechanism 451 : Resistor 452 : Relay N1 : First network N2 : Second network

Claims (9)

同一の駆動対象を駆動する複数のモータをそれぞれ駆動制御する複数のモータ制御装置を上位制御装置が制御するモータ制御システムであって、
前記上位制御装置は、前記複数のモータ制御装置に対し、第一の通信線を介して、前記モータを駆動制御するための動作指令信号を送信し、
前記複数のモータ制御装置のそれぞれが、
前記動作指令信号に基づいて、前記モータ制御装置に対応する前記モータの動作を指定する指令値を生成するモータ制御部と、
前記モータ制御部からの前記指令値に応じて、前記モータを駆動するための駆動電流を前記モータに供給する駆動部と、
自己の前記モータ制御装置内の所定回路において故障が発生した場合に第一故障モードと判定し、前記所定回路以外で故障が発生した場合に第二故障モードと判定し、前記第一故障モード又は第二故障モードを示す故障モード情報を出力する故障判定部と、
前記故障判定部から出力された前記故障モード情報を前記第一の通信線から独立し前記複数のモータ制御装置間を電気的に接続する第二の通信線を介して、前記複数のモータ制御装置のうち前記自己のモータ制御装置を除く他のモータ制御装置へ通知するモード通知部と、
前記自己のモータ制御装置と前記他のモータ制御装置に関し、取得された前記故障モード情報に基づいて、前記モータを停止させるための制動制御を実行する制動制御部と、
を備える、モータ制御システム。
A motor control system in which a host control device controls a plurality of motor control devices that respectively drive and control a plurality of motors that drive the same driven object,
The host control device transmits an operation command signal for driving and controlling the motors to the plurality of motor control devices via a first communication line,
each of the plurality of motor controllers,
a motor control unit that generates a command value designating the operation of the motor corresponding to the motor control device based on the operation command signal;
a drive unit that supplies a drive current for driving the motor to the motor according to the command value from the motor control unit;
When a failure occurs in a predetermined circuit in the motor control device of itself, it is determined as a first failure mode, and when a failure occurs in a circuit other than the predetermined circuit, it is determined as a second failure mode, and the first failure mode or a failure determination unit that outputs failure mode information indicating a second failure mode;
The failure mode information output from the failure determination unit is transmitted to the plurality of motor control devices via a second communication line that is independent of the first communication line and electrically connects the plurality of motor control devices. a mode notification unit that notifies other motor control devices other than the self motor control device;
a braking control unit that executes braking control for stopping the motor based on the acquired failure mode information regarding the self motor control device and the other motor control device;
A motor control system, comprising:
前記自己のモータ制御装置の前記故障モード情報が前記第一故障モードを表す場合、
前記自己のモータ制御装置の前記制動制御部は、前記駆動部から前記モータに供給する前記駆動電流を遮断する制御を実行し、
前記他のモータ制御装置の前記制動制御部は、前記自己のモータ制御装置に対応する前記モータの速度に同期して、該他のモータ制御装置に対応する前記モータを停止させる制御を実行する、
請求項1に記載のモータ制御システム。
When the failure mode information of the self motor control device indicates the first failure mode,
The braking control unit of the self motor control device executes control to cut off the drive current supplied from the drive unit to the motor,
The braking control unit of the other motor control device executes control to stop the motor corresponding to the other motor control device in synchronization with the speed of the motor corresponding to the self motor control device.
The motor control system of claim 1.
前記自己のモータ制御装置の前記故障モード情報が前記第二故障モードを表す場合、
前記自己のモータ制御装置の前記制動制御部は、前記モータを停止させるための複数の制動制御のうち一つを選択し、選択した前記制動制御で前記モータを停止させ、
前記他のモータ制御装置の前記制動制御部は、前記自己のモータ制御装置に対応する前記モータに同期して、該他のモータ制御装置に対応する前記モータを停止させる制御を実行する、
請求項1に記載のモータ制御システム。
When the failure mode information of the self motor control device indicates the second failure mode,
The braking control unit of the self motor control device selects one of a plurality of braking controls for stopping the motor, and stops the motor with the selected braking control,
The braking control unit of the other motor control device executes control to stop the motor corresponding to the other motor control device in synchronization with the motor corresponding to the self motor control device.
The motor control system of claim 1.
前記複数の制動制御のうち一つが、前記駆動部から前記モータに供給する前記駆動電流を遮断する制御であって、
前記自己のモータ制御装置の前記制動制御部が、前記駆動電流を遮断する制御を選択した場合、前記他のモータ制御装置の前記制動制御部は、前記自己のモータ制御装置に対応する前記モータの速度に同期して、該他のモータ制御装置に対応する前記モータを停止させる制御を実行する、
請求項3に記載のモータ制御システム。
one of the plurality of braking controls is control for interrupting the drive current supplied from the drive unit to the motor,
When the braking control unit of the self motor control device selects control to cut off the drive current, the braking control unit of the other motor control device controls the motor corresponding to the self motor control device. executing control to stop the motor corresponding to the other motor control device in synchronization with the speed;
4. A motor control system according to claim 3.
前記複数の制動制御のうち一つが、ダイナミックブレーキによって前記モータを停止させる制御であって、
前記自己のモータ制御装置の前記制動制御部が、前記ダイナミックブレーキによって前記モータを停止させる制御を選択した場合、前記他のモータ制御装置の前記制動制御部は
、該ダイナミックブレーキのタイミングに同期して、該他のモータ制御装置に対応する前記モータを停止させる制御を実行する、
請求項3に記載のモータ制御システム。
one of the plurality of braking controls is control for stopping the motor by dynamic braking,
When the braking control unit of the self motor control device selects control to stop the motor by the dynamic brake, the braking control unit of the other motor control device synchronizes with the timing of the dynamic brake. , executing control to stop the motor corresponding to the other motor control device;
4. A motor control system according to claim 3.
前記複数の制動制御のうち一つが、前記モータに停止するためのトルクを発生させて、前記モータを停止させる制御であって、
前記自己のモータ制御装置の前記制動制御部が、前記トルクを発生させて前記モータを停止させる制御を選択した場合、前記他のモータ制御装置の前記制動制御部は、該トルクの発生タイミングに同期して、該他のモータ制御装置に対応する前記モータを停止させる制御を実行する、
請求項3に記載のモータ制御システム。
one of the plurality of braking controls is control for generating a torque for stopping the motor to stop the motor,
When the braking control unit of the self motor control device selects control to generate the torque and stop the motor, the braking control unit of the other motor control device synchronizes with the torque generation timing. and execute control to stop the motor corresponding to the other motor control device;
4. A motor control system according to claim 3.
前記複数の制動制御のうち一つが、前記モータを所定の位置で停止させる制御であって、
前記自己のモータ制御装置の前記制動制御部が、前記モータを所定の位置で停止させる制御を選択した場合、前記他のモータ制御装置の前記制動制御部は、前記自己のモータ制御装置に対応する前記モータに同期して、該他のモータ制御装置に対応する前記モータを前記所定の位置で停止させる制御を実行する、
る請求項1~4の何れか1項に記載のモータ制御システム。
one of the plurality of braking controls is control for stopping the motor at a predetermined position,
When the braking control unit of the self motor control device selects control to stop the motor at a predetermined position, the braking control unit of the other motor control device corresponds to the self motor control device. executing control to stop the motor corresponding to the other motor control device at the predetermined position in synchronization with the motor;
The motor control system according to any one of claims 1 to 4.
前記複数の制動制御のうち一つが、前記モータを所定の減速度で停止させる制御であって、
前記自己のモータ制御装置の前記制動制御部が、前記モータを所定の減速度で停止させる制御を選択した場合、前記他のモータ制御装置の前記制動制御部は、前記自己のモータ制御装置に対応する前記モータの速度に同期して、該他のモータ制御装置に対応する前記モータを停止させる制御を実行する、
る請求項1~5の何れか1項に記載のモータ制御システム。
One of the plurality of braking controls is control for stopping the motor at a predetermined deceleration,
When the braking control unit of the self motor control device selects control to stop the motor at a predetermined deceleration, the braking control unit of the other motor control device corresponds to the self motor control device. executing control to stop the motor corresponding to the other motor control device in synchronization with the speed of the motor that
The motor control system according to any one of claims 1 to 5.
上位制御装置によって制御され、同一の駆動対象を駆動する複数のモータをそれぞれ駆動制御する複数のモータ制御装置のうち一つのモータ制御装置であって、
前記上位制御装置から第一の通信線を介して動作指令信号を受信し、前記動作指令信号に基づいて、前記モータ制御装置に対応する前記モータの動作を指定する指令値を生成するモータ制御部と、
前記モータ制御部からの前記指令値に応じて、前記モータを駆動するための駆動電流を前記モータに供給する駆動部と、
自己の前記モータ制御装置内の所定回路において故障が発生した場合に第一故障モードと判定し、前記所定回路以外で故障が発生した場合に第二故障モードと判定し、前記第一故障モード又は第二故障モードを示す故障モード情報を出力する故障判定部と、
前記故障判定部から出力された前記故障モード情報を前記第一の通信線から独立し前記複数のモータ制御装置間を電気的に接続する第二の通信線を介して、前記複数のモータ制御装置のうち前記自己のモータ制御装置を除く他のモータ制御装置へ通知するモード通知部と、
前記自己のモータ制御装置と前記他のモータ制御装置に関し、取得された前記故障モード情報に基づいて、前記モータを停止させるための制動制御を実行する制動制御部と、
を備えるモータ制御装置。
One motor control device among a plurality of motor control devices that are controlled by a host control device and that respectively drive and control a plurality of motors that drive the same driven object,
A motor control unit that receives an operation command signal from the host control device via a first communication line and generates a command value designating the operation of the motor corresponding to the motor control device based on the operation command signal. When,
a drive unit that supplies a drive current for driving the motor to the motor according to the command value from the motor control unit;
When a failure occurs in a predetermined circuit in the motor control device of itself, it is determined as a first failure mode, and when a failure occurs in a circuit other than the predetermined circuit, it is determined as a second failure mode, and the first failure mode or a failure determination unit that outputs failure mode information indicating a second failure mode;
The failure mode information output from the failure determination unit is transmitted to the plurality of motor control devices via a second communication line that is independent of the first communication line and electrically connects the plurality of motor control devices. a mode notification unit that notifies other motor control devices other than the self motor control device;
a braking control unit that executes braking control for stopping the motor based on the acquired failure mode information regarding the self motor control device and the other motor control device;
A motor controller comprising:
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JP4565312B2 (en) * 2003-12-11 2010-10-20 株式会社安川電機 Servo controller and emergency stop method
JP5092267B2 (en) * 2006-04-17 2012-12-05 株式会社安川電機 Motor drive device and emergency stop method thereof
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